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摘 ,要防空地下室在民用和公共建筑中设计越来越多,在结构设计中有效把握防空地下室的设计要点,及在设计中需要注意的事项使结构设计更加安全合理.
关 键 词防空地下室；结构选型
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2012)021-0147-01
1防空地下室的结构选型
1）防空地下室结构的选型,应根据防护要求,平时和战时使用要求,上部建筑结构类型,工程地质水文条件以及材料供应和施工条件等因素综合分析确定.2）防空地下室的结构类别一般可分为钢筋混凝土结构和砌体结构两种,应优先采用钢筋混凝土结构.当上部建筑为砌体结构,防空地下室抗力级别较低（一般核6级,常6级及以下）时,防空地下室可采用砌体结构.3）砌体结构通常有两种情况：一种外墙,内墙均采用砌体；另一种外墙采用钢筋混凝土,内墙采用砌体.对上述两种情况,由防护密闭门至密闭门的防护密闭段,均应采用整体现浇钢筋混凝土结构.当地下水位埋深位于基础以上或有盐碱腐蚀时,外墙宜采用钢筋混凝土结构.当防空地下室顶板底面高于室外地面时,外墙应采用钢筋混凝土结构.4）防空地下室钢筋混凝土结构体系常采用梁板结构,现浇空心楼盖结构,不得采用无粘接预应力混凝土结构.5）目前在防空地下室中采用的预制装配式构件有叠合板,钢管混凝土及螺旋筋套管混凝土柱等.其他预制装配式构件,如有充分试验依据,也可逐步用于防空地下室.
2防空地下室基础选型
1）防空地下室基础的选型,应根据工程地质和水文地质条件,平时和战时使用要求,上部建筑结构要求以及材料供应和施工条件等因素综合考虑确定.2）建筑工程中常见的基础类型,如筏板基础（有梁或无梁）,箱型基础,桩基础,刚性条形基础,扩展条形基础,独立柱基础等,均可用于防空地下室.当采用条形基础或独立柱基础,且地下水位埋深位于基础以上时,应设置钢筋混凝土防水底板,防水底板应考虑等效静荷载作用.3）防空地下室结构在有武器爆炸的动荷载作用下,对基础强度的验算包括弯,剪及冲切力的验算都是十分必要的,其中地基的承载力和地基基础的变形可不进行验算.基础的平面尺寸可根据平时荷载作用计算确定,武器爆炸动荷载作用下可不进行基础尺寸的验算.
3防空地下室结构布置
防空地下室结构设计使用年限应按50年采用.当上部建筑结构的设计使用年限大于50年时,防空地下室的设计使用年限应与上部建筑结构相同.
4结构重要性系数
在战时荷载组合作用下,结构的重要性已完全体现在抗力级别上,因此当采用极限状态设计表达式进行防空地下室结构承载力设计时,结构重要性系数γ均取1.0.当防空地下室结构按平时荷载组合作用进行承载力验算时,结构重要性系数γ应按建筑结构安全等级或设计使用年限取值.
5防空地下室结构设计动荷载
甲类防空地下室结构应能承受常规武器爆炸动荷载和爆炸动荷载的分别作用,乙类防空地下室结构应能承受常规武器爆炸动荷载的作用.对常规武器爆炸动荷载与爆炸动荷载,结构设计时均按一次作用.
此外防空地下室内部的墙,柱等构件则间接承受围护结构及上部结构传来的武器爆炸动荷载作用.
6钢筋混凝土结构构件设计原则
防空地下室结构在满足设计抗力前提下,钢筋混凝土结构构件应采取“强柱弱梁（弱板）”和“强剪弱弯”的设计原则.
1）尽量利用受弯及受压构件的屈服变形来吸收武器爆炸动荷载所产生释放的能量,可以降低支座处截面的抗剪和竖向构件抗压的承受力,以保证结构构件在屈服变形前不产生剪切受力破坏及屈服后能有充分的延性,最后产生塑性破坏,避免产生脆性破坏,从而提高结构整体的承载能力.2）受弯构件应双面配筋,双面配筋对承受武器爆炸动荷载作用下可能的回弹和防止在大挠度情况下构件坍塌十分重要.3）在构造上,应特别注意在梁,板,柱的节点区应有足够的抗剪,抗压能力和足够的钢筋锚固长度.
7结构各个部位抗力相协调
防空地下室的结构设计,应充分考虑各部位作用的荷载值不同,破坏形态不同以及安全储备不同等因素,保证在规定的动荷载作用下,结构各部位（如出入口和主体结构）都能正常地工作,防止由于存在个别薄弱环节致使整个结构抗力明显降低.
8钢筋混凝土结构构件的允许延性比
钢筋混凝土结构构件在动荷载作用下,可按弹塑性工作阶段设计.在动荷载作用下结构变形极限通常用允许延性比[β],即构件允许出现的最大变位于弹性极限变位的比值来控制.结构构件的允许延性比与结构构件的材料,受力特征及使用要求有关.按允许延性比进行弹塑性工作阶段设计的防空地下室,可认为满足防护和密闭要求.结构构件的允许延性比与结构材料的延性无对应关系,在开展防空地下室结构构件设计时,可不进行结构材料（如钢筋）的延性验算.
9结构设计验算内容
防空地下室结构在常规武器爆炸或爆炸动荷载的作用下,应验算结构承载力.由于在确定各种结构构件允许延性比时,已考虑了对变形的限制和防护密闭要求,因而在结构计算中不必再单独进行结构变形和裂缝开展的验算.
10防空地下室结构设计的控制条件
多层或高层地面建筑的防空地下室,是整个建筑结构体系的一部分,其结构设计既要满足平时使用的结构要求,又要满足战时规定设防类别和级别的防护结构要求,即防空地下室结构设计应满足平时和战时不同荷载效应组合的要求,并应取其中控制条件作为防空地下室结构设计的依据.
11常用结构构件的设计要点
1）临空墙一侧直接承受空气冲击波作用,而另一侧为防空地下室内部的墙体,其通常采用钢筋混凝土结构.当计入顶板传来的竖向等效静荷载及静荷载时,临空墙可以按照大偏心的受压构件计算,也可不计入竖向荷载考虑,近似按单向或双向受弯构件计算；考虑到武器爆炸的反向作用,临空墙两侧的受力钢筋支座锚固长度均应按受拉钢筋取值,并设置梅花形排列的拉结钢筋.2）防护单元间隔墙及与普通地下室相邻的隔墙在防空地下室中,防护设施和内部设备均能自成体系的使用空间为防护单元,分隔防护单元的墙体为防护单元间隔墙.隔墙的两侧可为抗力等级相同或不同的防空地下室,也可以一侧为防空地下室,另一侧为普通地下室.单元隔墙最小厚度：甲类防空地下室核5级时为250mm,核6级,和6B级时为200mm；乙类防空地下室常5级时为250mm,常6级时为200mm.当隔墙两侧抗力级别不同时,隔墙的最小厚度应按抗力级别高的一侧取值.3）甲类工程单元间隔墙两侧应分别按单侧受力计算配筋.乙类防护单元间隔墙不计入常规武器爆炸的作用.4）当计入顶板传来的武器爆炸等效静荷载,静荷载时,防护单元间隔墙可按大偏心受压构件计算；也可不计入竖向荷载,近似按受弯构件计算.5）钢筋锚固及墙体拉结筋要求同临空墙.